Referenzspannungsqu. in meiner Schaltung so richti

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo zusammen,
ich habe noch nie mit Referenzspannungsquellen gearbeitet, will mich
aber nun in das Thema einarbeiten. Dazu würde ich meine Strommessschaltung um eine REfquelle erweitern wollen, um die Stabilität zu erhöhen.

http://imageshack.us/photo/my-images/11/schaltplan11…
Könnt ihr mir bitte mitteilen, ob folgender Ansatz so richtig ist und
von Euch auch so durchgeführt werden würde?

Ob ich nun in dieser konkreten Schaltung wirklich eine
Referenzspannungsquelle brauche ist mir nicht so wichtig. Mir geht es
jetzt darum, damit Erfahrungen zu sammeln und Referenzspannungsquellen
richtig anwenden zu können. So unpassend, denke ich, ist die Referenzspannungsquelle hier auch nicht.

Mehrere kleine Fragen stellen sich mir dabei.

  1. Verwendet ihr spezielle Potis (R17 oben am TL431) mit geringem TK?
    Ich benutze bis jetzt immer dieses Gibt es geeignetere?
    http://www.reichelt.de/Praezisionstrimmer/64W-100/in…

Problematisch ist, das der TK des externen Einstellwiderstands sich stark auf die Ausgangsspannung auswirkt. Da ein Einstellregler einen typischen TK von 100 ppm/K aufweist, muss sein Einstellbereich durch Präzisionswiederstände (TK 25 ppm/K) stark eingeschränkt werden.

Eigentlich benötigt nur das Hall IC ACS712 eine genaue Referenz- Eingangs- Versorgungsspannung von 5V bei einem Stromverbrauch von 10mA.

Der TL431 liefert nun aber 100mA, also könnte ich diesen doch gleich für
die gesamte Stromversorgung der Schaltung benutzen und den LM7805
ersetzen.
Oder spricht etwas dagegen? Der Stromverbrauch der Schaltung ist immer gleich und beträgt ca. 60mA.

Ich denke, anstatt des einstellbaren TL431 könnte ich doch gleich einen fixen LM136-5.0V nehmen. Die Temperaturkomensation des potis wird laut Datenblatt mittels silizium signal diode erreicht. Habe ich das so richtig verstanden?

So sieht meine Rechnung zu dem Shunt Regulator aus, wenn dieser nur das Hall IC ACS712 mit 10mA und den Spannungsteiler ganz oben rechts im Schaltplan versorgen soll.
Ich gehe davon aus, dass der Tl431 einen Eigenstrom von 10mA ziehen soll. Im Datenblatt beziehen sich die Angaben wohl auf 10mA.

Vin 7V 7Vin-5Vout=2V Abfall über R18
R=2V/22mA=90Ohm
I=2V/82Ohm eingesetzter Widerstand=24mA

Vin10V-5Vout=5V Abfall über R18
I=5V/82Ohm=61mA

von 61mA= 10mA über die Last
51mA müssten dann über den TL431 fließen.
Das verkraftet er mit seinen 100mA wohl, würde ich meinen.

Viele Grüße,

Matthias.

#2

Hallo,

http://imageshack.us/photo/my-images/11/schaltplan11…
Könnt ihr mir bitte mitteilen, ob folgender Ansatz so richtig
ist und von Euch auch so durchgeführt werden würde?

Mehrere kleine Fragen stellen sich mir dabei.

  1. Verwendet ihr spezielle Potis (R17 oben am TL431) mit
    geringem TK?

Am besten man verwendet keine Potis, oder wenn nötig, dann
eben nur für den notwendigen Bereich.

Ich benutze bis jetzt immer dieses Gibt es geeignetere?
http://www.reichelt.de/Praezisionstrimmer/64W-100/in…

Geht schon.

Problematisch ist, das der TK des externen Einstellwiderstands
sich stark auf die Ausgangsspannung auswirkt. Da ein
Einstellregler einen typischen TK von 100 ppm/K aufweist, muss
sein Einstellbereich durch Präzisionswiederstände (TK 25
ppm/K) stark eingeschränkt werden.

Ja, so ist das eben mit einfachen Einstellwiderständen.

Man kann ja auch Referenzquellen nehme, die von sich aus schon
genau genug sind sind, z. B. REF02 oder nur einen winzigen
Korrekturbereich haben.

Der TL431 liefert nun aber 100mA, also könnte ich diesen doch
gleich für
die gesamte Stromversorgung der Schaltung benutzen und den
LM7805 ersetzen.

Kann man machen. Dann mußt du aber auch beachten, dass keine
zusätzlichen Fehler entstehen, z.B, durch den Stromfluss oder
die Belastung der Quelle usw.

Oder spricht etwas dagegen? Der Stromverbrauch der Schaltung
ist immer gleich und beträgt ca. 60mA.

Hier ist eine Möglickeit, eine REF02 zu boostern (rechts unten).
http://uwiatwerweisswas.dyndns.org/Uwi/ELEKTRONIK/SV…

Ich denke, anstatt des einstellbaren TL431 könnte ich doch
gleich einen fixen LM136-5.0V nehmen.

Schau halt, ob die Stabilität (primär Temperaturdrift) ausreicht.

Die Temperaturkomensation des potis wird laut Datenblatt mittels
silizium signal diode erreicht. Habe ich das so richtig
verstanden?

???

So sieht meine Rechnung zu dem Shunt Regulator aus, wenn
dieser nur das Hall IC ACS712 mit 10mA und den Spannungsteiler
ganz oben rechts im Schaltplan versorgen soll.
Ich gehe davon aus, dass der Tl431 einen Eigenstrom von 10mA
ziehen soll. Im Datenblatt beziehen sich die Angaben wohl auf
10mA.
Vin 7V 7Vin-5Vout=2V Abfall über R18
R=2V/22mA=90Ohm
I=2V/82Ohm eingesetzter Widerstand=24mA
Vin10V-5Vout=5V Abfall über R18
I=5V/82Ohm=61mA

Shuntregler sind eher nur für kleine Lastströme gedacht.
Wenn du mehr Strom brauchst, kann man auch einen OPV als
Treiber verwenden, z.B. so ähnlich wie hier (U31A).
http://uwiatwerweisswas.dyndns.org/Uwi/ELEKTRONIK/PT…

von 61mA= 10mA über die Last
51mA müssten dann über den TL431 fließen.
Das verkraftet er mit seinen 100mA wohl, würde ich meinen.

Auch wenn es geht, scheint es mir nicht vorteilhaft.

Gruß Uwi

#3

Hallo Matthias,

  1. Verwendet ihr spezielle Potis (R17 oben am TL431) mit
    geringem TK?

Du kannst den Spannungsteiler auch so aufbauen:

 +-------------+-----
 | |
 | +++
 | | | R3
 | | |
 +++ R2 +++
 | | +-----+ |
R1 | |
Das Teilerverhältnis von R1 ist praktisch unabhängig vom Tk.
Der Einstellbereich ergibt sich aus R2||R3 zu R4 und R2||R4 zu R3.
Je kleiner R1 im Verhältnis zu R2 ist, umso geringer wird der Einfluss durch den Tk von R1.

Gibt halt etwas mehr zu rechnen und wird um einen Widerstand teurer.
Du kannst das Ganze ja mal durch eine Simulation jagen ......

MfG Peter(TOO)
#4

Hallo Uwi,

vieln Dank für Deine Hilfe.

Ich habe mir jetzt einen Überblick verschafft und werde nun enige Praxiserfahrungen mit den Ref-Quellen sammeln.

Die mir gebräuchslichsten Ref-Quellen habe ich im Schaltplan aufgezeichnet. siehe Bild
http://imageshack.us/photo/my-images/856/spannungsqu…

Was ich bei Deinem PDF mit den % Volt Schaltungen nicht verstanden habe war das IC7660. Es kann meines Wissens nach nur -5V am Ausgang liefern. In Deiner SChaltung sehe ich, das dort -10V herauskommen. Das wundert mich. Ich habe extra nochmal im Datenblatt nachgeschaut.
http://imageshack.us/photo/my-images/851/icl7660.jpg/

Viele Grüße, Matthias.

#5

Hallo Peter,

danke für den guten Tipp. Diese Schaltung kann man sicher öfter gebrauchen, wenn man mit Temperaturunempfindlichen Spannungsteilern arbeiten muss.
Sieht ein klein wenig kompliziert aus.
Ich habe den Aufbau aber noch gar nicht verstanden. Ich erkenne nicht wo dort das Einstellpoti sein soll, das ich erwartet hätte.

Oder geht es hier nur um einen fixen temperaturunempfindlichen SPannungsteiler aus 4 Widerständen?

Ich erkenne auch leider nicht, dass R2 parallel zu R3 sein soll, sowie auch nciht R2 zu R4.

Viele Grüße und ncoh einen schönen Tag wünscht Matthias.

#6

Hallo zusammen,

eine Frage habe ich noch zu meinem zukünftigen Aufbau von Ref-Quellen.

Wie hoch muss denn die Güte der Eingangsspannung an der Ref-Quelle wie zum Beispiel einen LM336-5.0V oder eines TL431 oder eine Ref02 sein, um eine akzeptabele Ausgangsspannung für einen Analog Digital-Wandler an einem 10Bit uC zu haben?

In der Regel wird eine uC Platine von einem Schaltnetzteil z.b. mit 12V versorgt. DEr uC selber bekommt eine lineargeregelte 5V Spannung aus einem 7805.
Dies hat die Ref-Quele ja nicht. übliche Schaltnetzteile haben ein Schwanken auf der Gleichspannung von ca. 30mV. Beeinflusst diese AC Spannung nicht die Ref-Quelle in ihrer Genauigkeit?
Das würde mich als letztes noch sehr interessieren.

In Uwis Schaltung wird die Ref02 aber auch von einem Schaltregler gespeist.

Viele Grüße,

Matthias.

#7

Hallo Matthias,

Ich habe den Aufbau aber noch gar nicht verstanden. Ich
erkenne nicht wo dort das Einstellpoti sein soll, das ich
erwartet hätte.

R1 ist das Poti.

Ich erkenne auch leider nicht, dass R2 parallel zu R3 sein
soll, sowie auch nciht R2 zu R4.

Wenn Schleifer von R1 am oberen Ende steht liegt R2||R3.

MfG Peter(TOO)

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#8

Hallo,

Was ich bei Deinem PDF mit den % Volt Schaltungen nicht
verstanden habe war das IC7660. Es kann meines Wissens nach
nur -5V am Ausgang liefern. In Deiner SChaltung sehe ich, das
dort -10V herauskommen. Das wundert mich. Ich habe extra
nochmal im Datenblatt nachgeschaut.

Das ist eine Ladungspumpe. Die gibt hinten den gleiche Spannungshub
raus, wie er vorn rein geht.
Wenn also 10V rein gehen, kommen hinten auch annähernd -10V raus.

Aber nur die alte ICL7660 ist für solche Spannung ausgelegt.
Viele modernere Ladungspumpen dürfen nur mit 5…7V
betrieben werden, z.B. MAX660.
Gruß Uwi

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#9

Danke, jetzt hab ichs verstanden.

Viele Grüße,

Matthias.

#10

Hallo Uwi,

danke für den Tipp, dass ich anstatt eines IC7660 auch den moderneren Chip MAx660 verwenden kann. Habe mir diesen mal angeschaut und auhc die Daten notiert.

Viele Grüße,

MAtthias.